2017-11-06
После того, как в комнате включили отопительную систему, температура воздуха увеличилась. Как изменилась внутренняя энергия воздуха, заключенного в объеме комнаты?
Решение:
Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона
$pV = \frac{m}{ \mu }RT$
и выразим из него количество молей газа внутри фиксированного объема:
$\nu = \frac{m}{ \mu} = \frac{pV}{RT}$.
Вычислим теперь внутреннюю энергию:
$U = \nu C_{V}T = \frac{pV}{R} C_{V}$.
Давление в комнате $p$ постоянно и равно атмосферному, объем комнаты также постоянный. Получается несколько парадоксальный результат: при нагревании внутренняя энергия воздуха внутри комнаты не меняется. Это происходит потому, что комната — помещение не герметичное. При нагревании воздух в комнате будет расширяться, и часть его выйдет наружу, а масса воздуха в постоянном объеме комнаты уменьшится.